О влиянии фазовых переходов вода–лёд в глинистых грунтовыхоснованиях на теплопотери здания
О влиянии фазовых переходов вода–лёд в глинистых грунтовыхоснованиях на теплопотери здания
DOI:
https://doi.org/10.22337/2077-9038-2021-1-144-152Ключевые слова:
еплоперенос, массоперенос, неста¬ционарные процессы, тепловые потоки, льдообразование, тепловые потери, грунтовое основание здания, влажность грунта, численное моделированиеАннотация
В статье рассмотрены особенности теплопереноса в грунтовых основаниях под зданиями, связанные с присутствием в грунте воды. Задачей исследования являлось показать влияние теплоты фазовых переходов, происходящих при замерзании и оттаивании воды, на тепловые потери из здания в грунтовое основание. Исследования выполнены с помощью постановки вычислительных экспериментов, основанных на расчётах нестационарных температурных полей в грунте. Рассматривались годовые циклы изменения температуры атмосферного воздуха, определяющие глобальную нестационарность переноса теплоты в грунте. Для решения задачи использована физико-математическая модель тепло- и массопереноса, учитывающая перенос грунтовой влаги, фазовые переходы в воде и изменения во времени величин теплотехнических характеристик грунта - коэффициента теплопроводности и удельной теплоёмкости. Для учёта льдообразования получены полуэмпирические зависимости относительной льдистости грунтов от их температуры и влажности. С помощью проведения вычислительных экспериментов проанализировано влияние льдообразования в грунте по сравнению с расчётами, в которых льдообразование не учитывается. Установлено, что льдообразование приводит к изменениям температуры в приповерхностных слоях грунта с толщиной, большей толщины его промерзания. Эти изменения могут составлять до нескольких градусов Цельсия и могут существовать в течение полугода от начала промерзания грунта. Установлено, что льдообразование не приводит к существенным дополнительным тепловым потерям из здания в грунтовое основание. Изменение тепловых потерь за отопительный период и за год несущественно. Но при этом имеют место сравнительно небольшие, в пределах нескольких процентов, изменения максимальных и минимальных среднесуточных значений тепловых потоков. Данные среднесуточные отклонения возникают при ограниченных дистанциях по грунту между внутренним и наружным воздухом в пределах трёх-четырёх метров.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
